邏輯簇測試診斷軟件開發(fā)

　　1 引言

　　國內(nèi)從90年代中期開始研究邊界掃描技術(shù)，取得了一定的成果，但多是對完全BS (boundary scan)器件的邊界掃描測試，對由非BS器件組成的邏輯簇的測試還鮮見報道。本文所介紹的基于邊界掃描的邏輯簇測試診斷軟件以Borland C++ Builder為開發(fā)工具，能夠自動產(chǎn)生邏輯簇的串行測試矢量，準(zhǔn)確進(jìn)行故障定位，并附加有邊界掃描結(jié)構(gòu)完備性測試功能模塊，提高了測試可靠性。

　　2 邏輯簇測試診斷軟件設(shè)計

　　一個邊界掃描測試診斷過程可以簡述為：首先輸入測試矩陣進(jìn)行激勵，然后輸出響應(yīng)矩陣，最后通過分析響應(yīng)矩陣就可達(dá)到對故障進(jìn)行診斷定位的目的。所以說，故障診斷問題就集中在測試矩陣的構(gòu)造、列測試向量的并行加載、列響應(yīng)向量的并行采集和響應(yīng)矩陣的分析上。我們在進(jìn)行軟件設(shè)計時，利用并行測試矢量描述與簇描述文件來構(gòu)造完備的測試矩陣，將其以串行掃描方式由邊界掃描器件的TDI經(jīng)BS鏈路串行移位送到與邏輯簇相連的相應(yīng)BSC，然后通過TMS發(fā)送測試控制命令，經(jīng)TAP控制器控制BSC完成測試碼的并行加載和響應(yīng)碼的并行采集。測試響應(yīng)碼則經(jīng)BS鏈路串行移位從邊界掃描器件的TDO送到測試機(jī)處理得到響應(yīng)矩陣，最后通過對響應(yīng)矩陣的分析來進(jìn)行邏輯簇電路故障的診斷定位。

　　2.1 軟件設(shè)計流程圖

　　邏輯簇測試的程序流程圖如圖1所示，其中各步驟的具體作用如下。

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　　邊界掃描信息數(shù)據(jù)選擇與設(shè)置：設(shè)置PCB板邊界掃描鏈的組成、選擇PCB板的網(wǎng)絡(luò)表、選擇各BS器件的BSDL信息、選擇被測邏輯簇描述文件、輸入其并行測試矢量描述文件。

　　編譯信息：從BS器件信息數(shù)據(jù)庫中讀取各芯片的邊界掃描長度、指令碼、邊界掃描單元總數(shù)、邏輯簇與BS器件互連網(wǎng)絡(luò)總數(shù)及各網(wǎng)絡(luò)的組成，并根據(jù) PCB板的BS鏈組成給各BSC從最靠近TDO端開始編排序號，然后譯出加載診斷矩陣和采集響應(yīng)結(jié)果的對應(yīng)BSC序號。

　　生成測試矩陣：根據(jù)邏輯簇與BS器件互連網(wǎng)絡(luò)總數(shù)及各網(wǎng)絡(luò)的組成，結(jié)合邏輯簇的并行測試矢量或簇描述文件，利用測試生成算法生成測試矢量集，構(gòu)成測試矩陣。

　　邊界掃描結(jié)構(gòu)完備性檢查：進(jìn)行邊界掃描寄存器、指令寄存器等寄存器的功能測試和各TAP端口信號故障測試。

　　TAP控制器復(fù)位并控制其進(jìn)入移位指令寄存器狀態(tài)：在測試時鐘的上升沿發(fā)送“11111”到TMS引腳，掃描鏈所有芯片TAP控制器處于復(fù)位狀態(tài)。然后再次發(fā)送“01100”到TMS引腳，TAP控制器進(jìn)入移位指令寄存器狀態(tài)。

　　選擇邊界掃描寄存器連接在掃描鏈上：從TDI 引腳發(fā)送各芯片的SAMPLE指令至各芯片的指令寄存器。在測試時鐘的上升沿發(fā)送 “11100”到TMS端，各芯片選擇邊界掃描寄存器連接在掃描鏈上， TAP控制器進(jìn)入移位數(shù)據(jù)寄存器狀態(tài)。

　　測試矢量輸入掃描鏈并串行移位到相應(yīng)BSC：讀取測試矢量集中的列向量送入對應(yīng)邊界掃描單元(即邏輯簇的虛擬輸入端)等待加載。

　　向掃描鏈各BS器件輸入對應(yīng)的EXTEST指令：在測試時鐘的上升沿發(fā)送“111100”至TMS端，TAP控制器進(jìn)入移位指令寄存器狀態(tài)，發(fā)送各芯片 EXTEST指令至各芯片的指令寄存器。發(fā)送“111100”至TMS端，通過各芯片輸出端口上的BSC將數(shù)據(jù)加載到網(wǎng)絡(luò)，TAP控制器處于移位指令寄存器狀態(tài)。

　　掃描鏈各BS器件輸入對應(yīng)的SAMPIE指令：發(fā)送各芯片的SAMPLE指令至指令寄存器。在測試時鐘的上升沿發(fā)送“11100”至TMS端，各芯片從互連網(wǎng)絡(luò)上獲取數(shù)據(jù)并存入輸入端口的BSC中，各芯片TAP控制器進(jìn)入移位數(shù)據(jù)寄存器狀態(tài)。

　　從邊界掃描鏈TDO端串行輸出響應(yīng)數(shù)據(jù)并存儲：連續(xù)發(fā)送N(BSC總數(shù))個測試時鐘到TCK端，并在每個測試時鐘的下降沿采集TDO引腳移出的數(shù)據(jù)，提取并保存各邏輯簇虛擬輸出端對應(yīng)的響應(yīng)數(shù)據(jù)構(gòu)成響應(yīng)向量。

　　組成響應(yīng)矩陣分析測試結(jié)果：將所有的響應(yīng)向量組成響應(yīng)矩陣，與正確測試響應(yīng)相比較和分析，判斷邏輯簇是否存在故障。

　　2.2 邏輯簇測試的設(shè)置

　　在進(jìn)行邊界掃描測試時，首先要對測試矢量自動生成所需的若干信息進(jìn)行設(shè)置。對于BS器件之間的互連測試，其設(shè)置只需填寫掃描鏈信息和選擇網(wǎng)絡(luò)表文件。而對邏輯簇的測試因為涉及到簇的定義及針對其功能的并行測試矢量，設(shè)置所需信息相對復(fù)雜，包括有：

　?、艗呙桄溌返慕M成芯片、各芯片的邊界掃描指令與其BSC單元信息;

　　⑵被測電路板的網(wǎng)絡(luò)表文件*.edf;

　?、沁壿嫶氐牟⑿袦y試矢量描述文件*.vdf;

　　⑷簇描述文件*.cld。

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　　本軟件邏輯簇設(shè)置界面如圖2所示。掃描鏈路設(shè)置要依次選擇或填寫組成掃描鏈的芯片總數(shù)、芯片序號(第*片)、芯片標(biāo)稱(網(wǎng)絡(luò)表中芯片的名稱 U1、U2等)以及芯片的具體名稱和相關(guān)邊界掃描信息。芯片的邊界掃描相關(guān)信息是一個可以編輯、增添、修改信息的數(shù)據(jù)庫，選擇了芯片名稱即可調(diào)用其數(shù)據(jù)庫信息?！斑壿嫶販y試選擇”一欄用來選擇被測的是單個非BS器件還是由非BS器件組成的簇，對于單個非BS器件，只需填寫器件標(biāo)稱，而對于簇測試，還需編寫一個定義簇的輸入輸出、端口名稱的簇描述.cld(cluster description)文件。另外，它們的并行測試矢量文件.vdf(vector description file)也需由用戶編寫輸入。cld與vdf文件都是自行設(shè)計的有一定語法規(guī)范的的文件編輯格式，簡捷易用，用戶只需了解邏輯簇的組成和功能就可以容易地編輯。

　　邏輯簇測試所有信息選擇填寫完成后，點(diǎn)擊 “確定”開始測試或選擇“保存設(shè)置”、“載入設(shè)置”等命令。